Устройство для геоэлектроразведки

 

Союз Советских

Социаписткческнк

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (t i) 883833 (6I) Дополнительное к авт. санд-ву 1№ 693313 (22)Заявлено 04.03. 80(2! ) 2890121/18-25 с присоеаинением заявки №вЂ” (23 j Приоритет—

Опубликовано 23. 11. 81 ° Бюллетень №43 (5! )М. Кл.

G 01 V 3/08

9>еудврстеевеые кеивтет

СССР ае аелаи «зебретеккй н открытей (53) УДК 550. .837(088.8) Дата опубликования описания 25. 1 !. 81

10 В. Аладинский, Л. 3. Бобровников, В.А. Погг< в, В.N. o и В.В. Сушкевич "(. (()ВЗМАХ туг

3Втатг4 т 0

1" -.-,.„"

Иосковский ордена Трудового Красного Зггамегти

I геологоразведочный институт им. Серго ОрджоникиДзе- 1.":Г»,, ;;. (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДгИ ГЕО. ЗЛЕКТРОРАЗВЕДКИ.

Изобретение относится к технической физике и может быть применено в геоэлектроразведке при проведении двухчастотных амплитудно-фазовых измерений вызванной поляризацией (ВП). Io основному авт. св. 1№ 693313

5 известно устройство для геоэлектроразведки, содержащее токовую цепь„ состоящую из последовательно соединенйых задающего генератора, вспомогательно10

ro и основного делителей частоты, пер. вого вспомогательного триггера, блока управления инвертором, инвертора, задающего датчика поля, а также дополнительного формирователя сигналов

15 управления инвертором, управляющие входы которого соединены соответственно с управляющими выходами вспомо гательного и основного делителей частоты и первого вспомогательного триггера, а выходы соединены с блоком управления инвертором, первичного источника питания, подключенного к инвертору, и измерительную цепь, состоящую из последовательно соединенных приемного датчика поля, блока усиления и фильтрации сигналов, фазометра (преимущественно измерителя временных интервалов), а также измерителя амплитуды сигналов, подключеннсго к блоку усиления и фильтрации сигналов, и последовательно соединенных формирователя двухчастотного калибровочного сигнала, формирователя сигналов управления выходным блоком калибратора, выходного блока калибратора и переключателя, выход которого соединен с блоком усиления и фильтрации сигналов (11.

Однако известное устройство не обеспечивает высокой производительности измерений вследствие того, что при переходе от рабочего к градуировочному циклам измерений от. блока усиления и фильтрации сигналов,отключа- ется приемный датчик сигналов, а подключается выход калибровочного источ-. ника, в блоке усиления и фильтрации

883833 сигналов возникает длительный переходный процесс.

Проведение цикла градуировочных измерений, предусматривающего подачу на вход измерительного устройства градуировочного сигнала с точно известной амплитудой и фазовыми сдвигами проводится 40-50 раз в день вслед эа рабочим циклом для учета величины фазового сдвига, вносимого избиратель.ными усилителями и изменяющегося при изменении температуры, напряжений источников питания и т.д., что особенно существенно при выполнении измерений в полевых условиях. Если рабочая частотa 0,1 Гц, а добротность избирательных усилителей равна 10, то при переходе от рабочего к калибровочному циклу измерений переходный процесс длится до 2 мин, а в целом за рабочий день потери времени достигают 1,5 — 2 ч.

Цель изобретения — увеличение производительности измерений путем сокращения времени переходного лроцесса при переходе от рабочего к градуировочному циклам измерений.

Для достижения этой цели в извест- ное устройство для геоэлектроразведки, содержащее токовую цепь, состоящую из последовательно соединенных задающего генератора, вспомогательного и основно1"о делителей частоты, первого вспомогательного триггера, блока управления инвертором, инвертора, задающего датчика поля, а также допол35 нитепьного формирователя сигналов управления инвертором, управляющие

E входы которого соединены соответственно с управляющими выходами вспомо" .40 гательного и основного делителей частоты и первого вспомогательного триггера, а выходы соединены с блоком управления инвертором, первичного источника питания, подключенного к инвертору, и измерительную, цепь, состоящую иэ последовательно соединенных приемного датчика поля, блока усиления и фильтрации сигналов, фазометра (преимущественно измерителя временных интервалов ), а также измерителя ампю итуды сигналов, подключенного к блоку усиления и фильтрации сигналов, и последовательно соединенных формирователя двухчастотного калибровочного сигнала, формиро- 55 вателя сигналов управления выходным блоком калибратора, выходного блока калибратора и переключателя, выход которого соединен с блоком усиления и фильтрации сигналов, введены бпок согласования, триггер""защелка" н двухпозиционный двухконтактный управляемый ключ, причем вход блока согла-. сования подключен к выходу блока усиления и фильтрации сигналов, а выходк счетному входу триггера-"защелки", инверсный выход триггера-"защелки" соединен со входом "Установка 0 формирователя двухчастотного калибрэвочного сигнала, один контакт двухкэнтактного управляемого ключа соединен с общей шиной измерительной цепи, а второй контакт — со входом "Установка 1" триггера-"защелки".

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство для геоэлектроразв дки содержит токовую цепь, состоящую из последовательно соединенных задающего генератора 1, вспомогательного 2 и основного 3 делителей частоты, первого вспомогательного триггера 4, блока

5 управления инвертором, инверто за 6, задающего датчика 7 поля, а также дополнительного формирователя 8 си..налов управления инвертором, управляющие входы которого соединены соответственно с управляющими выходами вспомогательного и основного делителей частоты и первого вспомогательного триггера, а выходы соединены с блоком управления инвертором, первичного источника 9 питания, подключенного к инвертору 6, и измерительную цепь, состоящую из последовательно соединенных приемного датчика 10 поля, блока ll усиления и фильтрации сиги»лов, фазометра 12 (преимущественно измерителя временных интервалов), а также измерителя 13 амплитуды сигнае лов, подключенного к блоку 11 усиления и фильтрации сигналов, и последовательно соединенных формирователя 14 двухчастотного калибровочного сигнала, формирователя 15 сигналов управления выходным блоком каЛибратора, выходного блока 16 калибратора и переключателя 17, выход которого соединен с блоком усиления и фильтрации сигналов, а также блок 18 согласования, триггер-"защелка" 19 и двухпоэиционнънл двухконтактный управляемый ключ 20, причем вход блока 18 согласования подключен к выходу блока ll усиления и фильтрации сигналов, а выход — к счетному входу триггера"защелки" 19, инверсный выход триггера-"защелки" 19 соединен со входом

"Установка 0" формирователя 14 двухчастотного калибровочного сигнала, один контакт двухконтактного управляемого ключа 20 соединен с общей шиной измерительной цепи, а второй контактсо входом "Установка 1" триггера-"saщелки" 19.

Устройство работает следующим образом. о

С помощью задающего генератора вырабатываются высокочастотные колебания (например с частотой 50-100 кГц).

Частота этих колебаний делится с помощью вспомогательного 2 и основного

3 делителей частоты. На выходе вспомогательного делителя частоты получают такую длительность импульсов, которая необходима для формирования технологической паузы в токе, вырабатываемом инвертором (например 10 мс)

На выходе основного делителя 3 частоты получают сигнал, частЬта которого в 2 раза превышает заданную рабочую частоту. С помощью дополнительного формирователя 8 сигналов управления инвертором 6 и вспомогательного триггера 4 формируют управляющий сигнал, в спектре которого содержатся две заданных рабочих частоты с необходимой амплитудой. Этот управляющий сигнал усиливается в блоке 5 управления и поступает на запуск тринисторов инвертора 6. В одну диагональ инвертора 6 включен задающий датчик поля (питающая линия АВ), а в другую диа35 гональ — первичный источник 9 питания (генератор постоянного тока, бата— рея и т.д.). Инвертор 6 вырабатывает в датчике 7 полн перемени.й ток, в ,40 спектре которого содержатся составля- ющие двух заданных рабочих частот.

Этот ток пропускается в землю и возбуждается в земле двухчастотное электромагнитное поле.

В точках измерения сигнал из зем45 ли принимается приемным датчиком 10 поля, например, заземленным диполем, магнитометром. Этот сигнал поступает на блок 11 усиления и фильтрации сигналов. В блоке 1 производится. выделение двух сигналов различных частот, а также фильтрации этих сигналов от помех. Полученные сигналы двух частот поступают на фазометр 12, выполненный по схеме измерителя временных интервалов. Фазометр 12 измеряет раз- ность времен запаздывания сигналов двух частот в точке приема (которая, как известно, определяется только поляризуемостью среды) плюс разность собственных сдвигов двух частот в блоке 11 усиления и фильтрации сигналов.

Для исключения разности собственных фазовых сдвигов вслед за описанным выше рабочим циклом производится градуировочный цикл измерений. Для этого в измерительной цепи с помощью формирователя 14 вырабатывается двух частотный калибровочный сигнал, в котором разность фаз сигналов двух рабочих частот равна нулю. Этот сигнал далее формируется {усиливается— ограничивается па заданном уровне) с помощью формирователя 15 и поступает на выходной блок 16 калибратора, с помощью которого осуществляется регулировка амплитуды выходного калибровочного сигнала до уровня принимаемого из земли сигнала.

После окон,ания рабочего цикла переключателем 17 от входа блока 11 усилителя и фильтрации сигналов отключается приемный датчик 10 поля иподключается выходной блок 16 калибратора. При этом показания фазометра

12 соответствуют разности собственных фазовых сдвигов сигналов в блоке 11 фильтрации усиления. Разность первого и второго отсчетов фазометра 12 равна искомому параметру поляризуемости среды.

Однако при переходе от рабочего к градуировочному циклу возникает длительный переходный процесс в блоке

11 усиления и фильтрации сигналов.

Это обусловлено тем, что во всех из вестных способах и устройствах для амппи-.удно-фазовых измерений градуировочный сигнал имеет произвольный фазовый сдвиг относительно измеряемого сигнала. !<ак показали исследования, при переходе от рабочего к градуировочному циклам измерений возникает переходный процесс, длительность которого определяется фазовым сдвигом между рабочим и градуировочным сигналом: если фазовый сдвиг о равен 1.80, то переходный процесс имеет, максимальную длительность, а если фазовый сдвиг близок к нулю, то длительность переходного процесса минимальна.

В предлагаемом устройстве перед.

> окон-.анием рабочего цикла оператор включает (вручную или автоматически ) управляемый ключ 20, замыкая

7 8838 выходной контак.r ключа 20 (например кнопки), соединенной со входом "Установка 1" триггера-"защелки" 19, на общую шину измерительной цепи. При этом на неинверсном выходе триггера

19 установится сигнал логической 1 ("ЛОГ-l"), а на инверсном выходе— сигнал логического 0 ("ЛОГ-0 ). Сигнал "ЛОГ-0" с выхода триггера 19 подается на вход "Установка О" фор- !0 мирователя !4 двухчастотного калибровочного сигнала. При этом все триггеры в формирователе 14 установятся в состояние ЛОГ-О и будут находиться в этом состоянии до тех пор, пока !5 триггер не перебросится и установится в исходное положение. Триггер 19 управляется по счетному входу сигналом, вырабатываемым в блоке 18 согласования. В простейшем случае блок 18 согласования представляет собой компаратор нулевого уровня, подключенный к выходному каскаду сигнала низкой частоты блока 11 усиления и фильтрации. Если такой компаратор уже име- 25 ется в фазометре, то блок 18 подключается к выходу этого компаратора, и, в случае необходимости, инвертирует сигнал, поступающий на триггер

l9. Импульсом, совпадающим с моментом перехода синусоидального с9гнала низкой частоты через нулевое значение и формируемым на выходе блока 18, триггер 19 устанавливается в исходное состояние: состояние "ЛОГ-Он на неи и

35 инверсном и ЛОГ-1 на инверсном выходах. При этом начинают работать триггеры в формирователе 14, и на выходе блока 16 получают двухчастотный калибровочный сигнал, который 40 имеет очень близкий к нулю фазовый сдвиг по отношению к рабочему сигналу. Этот сигнал подается на блок ll усиления и фильтрации для градуировки устройства, причем ввиду малого сдвига между рабочим и градуировочным сигналом длительность переходного процесса в блоке 11 значительно сокращается (зная амплитуду принято33

ro иэ земли сигнала по показаниям измерителя 13 амплитуды, оператор перед переходом к градуировочному циклу устанавливает такую же амплитуду калибровочного сигнала на выходе блока 16). После переброса триггер 19 сохраняет свое состояние неизменным до тех пор, пока не будет вновь замкнут ключ 20. Это объясняет- . ся тем, что на вход триггера подается сигнал "ЛОГ-0 и триггер защелкивается". Можно использовать также "защелку" на Ф -триггерах.

Технико-экономическая эффективность применения предложенного устройства заключается в сокращении времени переходного процесса при переходе от рабочего к градуировочному цикпу измерений.

Формула изобретения

Устройство для геоэлектроразведки по авт. св. Р 693313, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения производительности измерений путем сокращения времени переходного процесса при переходе от рабочего к градуировочному циклам измерений, в него введены блок согласования, триггер-"защелка" и двухпозиционный двухконтактный управляемый ключ, причем вход блока согласования подключен к выходу блока усиления и фильтрации сигналов, а внход— к счетному входу триггера †"защелки", инверсный выход триггера-"защелки"соединен со входом "Установка 0" формирователя двухчастотного калибровочного сигнала, один контакт двухконтактного управляемого ключа соединен с общей шиной измерительной цепи, а второй контакт — со входом "Установка 1" триггера-"защелки".

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 693313, кл. G Оl V 3/02, 397i (прототип).

883833

Составитель B. Зверев

Редактор О. Полозка Техреду Э Фе о Корректор Г, Назарова

Заказ 10224770 Тираж 735 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 11осква )Н-35 Раушская наб.> д. 4/5 т

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4